基于自動(dòng)劃分算法提高車載網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)

據(jù)估計(jì)，現(xiàn)代汽車使用的電控單元（ECU）數(shù)目將超過100個(gè)，對(duì)這些ECU之間相互通信的能力要求也日益增長。傳統(tǒng)的汽車內(nèi)部通信方式存在線束布置難、可靠性差等問題，使得采用車載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)ECU之間通信變得越來越重要。車載網(wǎng)絡(luò)在實(shí)現(xiàn)通信時(shí)，各ECU之間的通信通過車載網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，由于發(fā)射功率以及信道的限制，節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍有限，因此需要對(duì)車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信區(qū)域劃分。當(dāng)需要與區(qū)域外的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)，可通過中間節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。常用的區(qū)域劃分方法為最優(yōu)工程實(shí)踐方法，這種方法需要人工進(jìn)行劃分，且通信效率較低。為此，提出了一種基于自動(dòng)劃分算法對(duì)車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行區(qū)域自動(dòng)劃分的方法。

為了實(shí)現(xiàn)區(qū)域的自動(dòng)劃分，必須建立相應(yīng)的劃分標(biāo)準(zhǔn)。通過將通信信息的類型作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，將車載網(wǎng)絡(luò)劃分為6個(gè)區(qū)域：第1個(gè)區(qū)域傳輸汽車診斷信息；第2個(gè)區(qū)域傳輸車燈控制、電池控制等控制信息；第3個(gè)區(qū)域傳輸轉(zhuǎn)向角等主動(dòng)安全信息；第4個(gè)區(qū)域傳輸環(huán)境傳感器、底盤傳感器等傳感器信息；第5個(gè)區(qū)域傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等汽車動(dòng)力系統(tǒng)信息；第6個(gè)區(qū)域傳輸車載電話、車載娛樂系統(tǒng)信息。需要注意，這些區(qū)域的劃分并非完全獨(dú)立，各區(qū)域之間有重疊的部分。根據(jù)各區(qū)域通信信息的類型，可以將不同功能的ECU劃分到不同區(qū)域內(nèi)。這不僅可以使每個(gè)區(qū)域具有獨(dú)立的功能，而且能夠最大限度地減少區(qū)域間的通信依賴。為了對(duì)這種劃分方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，建立了含有9個(gè)不同功能ECU的測(cè)試臺(tái)，分別利用最優(yōu)工程實(shí)踐方法和自動(dòng)劃分算法對(duì)9個(gè)ECU形成的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行區(qū)域劃分，之后執(zhí)行41個(gè)任務(wù)、83種信號(hào)的測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果顯示：自動(dòng)劃分算法是一種非常靈活的方法。由于依據(jù)通信信息類型進(jìn)行區(qū)域劃分，而較少出現(xiàn)跨區(qū)域通信的情況，因此具有更高的安全性和可靠性。此外，使用自動(dòng)劃分算法還有助于減少ECU通信量。

Nasser Nowdehi et al.2015 IEEE Vehicular Networking Conference,Kyoto Dec.16-18,2015.

編譯：張振偉